Les lasers à fibres, en tant que direction dominante dans le développement de la technologie laser, présentent d'excellentes performances, une efficacité de conversion électro-optique élevée, une bonne qualité du faisceau et des performances stables.Ils ont été largement utilisés dans la transformation industrielleEn raison de la forte demande du marché pour le traitement laser, la puissance des lasers à fibres de 10 kilowatts de qualité industrielle a continuellement dépassé les limites supérieures.réaliser une puissance laser de 120 kW en 2017Cependant, en raison des goulots d'étranglement dans la gestion thermique laser, des effets non linéaires et de la technologie de mesure laser ultra-haute puissance, la technologie de mesure laser a été abandonnée.Il n'y a pas eu de nouvelle percée dans la puissance de sortie des lasers à fibre ultra-haute puissance.
BWT Beijing Ltd. (hereinafter referred to as "BWT") has achieved a breakthrough in the manufacturing process of high-power laser beam combining and output core optical components by studying efficient heat dissipation technology and high beam quality beam combining technology for fiber lasers, la construction d'une plateforme optique haute performance et la réalisation d'une sortie laser de haute qualité de 150 kW de lasers à fibre ultra-haute puissance.Les chercheurs de BWT ont construit une plateforme de mesure de puissance ultra-haute basée sur le principe de la pression optiqueCertifiée par l'Institut national de métrologie de Chine, cette plateforme peut réaliser une mesure laser de pleine puissance de 150 kW.
Le laser à fibres ultra-haute puissance BWT de 150 kW de qualité industrielle adopte une technologie de combinaison de faisceaux ultra-haute puissance,utilisant un combinateur de signaux N×1 pour synthétiser la puissance de multiples plates-formes optiques de 6 kW hautement intégrées basées sur une technologie d'intégration de pucesCombiné à une technologie de surveillance intelligente laser de fusion multi-informations, il permet une sortie laser stable et un rapport puissance/volume de pointe (36,76 kW/m3).Ses dimensions extérieures sont de 1800 mm × 1300 mm × 1745 mmComme le montre la figure 1, chaque plateforme optique intègre des grilles Raman de haute puissance fabriquées par les propriétaires, qui suppriment efficacement la dispersion Raman stimulée du spectre laser.Après synthèse à pleine puissance, il peut atteindre un rapport signal/bruit Raman de 36,5 dB@150 kW, comme le montre l'image de gauche de la figure 2.Le combinateur de signal à haute puissance est fabriqué à l'aide de technologies de rétrécissement adiabatique et de fusion sans perteLa plus grande partie de la production est réalisée par des équipements de production de signal, qui résolvent les problèmes de l'industrie tels que l'efficacité de la combinaison de faisceaux bas et la dégradation de la qualité du faisceau.la technologie intégrée de refroidissement à l'eau résout le problème de chauffage du module optiqueLa tête de sortie haute puissance utilise une fibre de sortie de 200 μm de diamètre de noyau, de 20 m de longueur,et utilise la compression par angle de divergence du faisceau et les technologies de filtrage de mode supérieur pour obtenir une puissance élevéeLa qualité du faisceau de l'ensemble de la machine a été testée et le facteur de qualité M2=24,42 (produit de paramètre du faisceau BPP de 8,4 mm·mrad).Les résultats des essais et les images ponctuelles sont indiqués sur l'image de droite de la figure 2..
Afin d'obtenir une mesure précise du laser de 150 kW, un système de mesure de pression optique ultra-haute puissance a été construit.un compteur de puissance optique de pression, et un système de collecte laser de haute puissance.Le laser collimé est sorti de la fenêtre de sortie après trois réflexions dans le compteur de puissance et recueilli par un système de collecte laser ultra-haute puissance auto-fabriqué, comme indiqué sur la figure 3. Dans des conditions de sortie à 100%, la puissance mesurée du laser est de 150,34 kW, comme indiqué sur la figure 4.une expérience de vérification comparative a été réalisée avec six points de puissance entre le compteur de puissance calorimétrique de 120 kW (Ophir 120K-W) et le compteur de puissance optique à pressionLes résultats ont montré que l'écart de puissance entre les deux méthodes de mesure est resté relativement constant dans tous les segments de puissance, avec un écart relatif maximal ≤1,5%,démontrer l'exactitude et la fiabilité du système d'essai.
En résumé, ce laser à fibre peut atteindre une puissance moyenne de 150 kW avec un rapport signal/bruit Raman de 36,5 dB et un facteur de qualité du faisceau de M2=24.42Il est doté d'une puissance élevée, d'une luminosité élevée et d'une grande stabilité, répondant aux exigences du traitement des plaques ultra épaisses et injectant une nouvelle vitalité dans le développement de l'industrie manufacturière.
Fig.1 Conception schématique d'un laser à fibres industrielles à ultra-haute puissance de 150 kW
Fig.2 Spéctrum optique de laser à fibre de 150 kW de haute puissance (à gauche) et test de qualité du faisceau (b)
Fig.3 Diagramme schématique d'un système de mesure laser à ultra-haute puissance basé sur le principe de la pression lumineuse
Fig.4 Comparaison de la puissance mesurée entre les systèmes de mesure laser basés sur le principe de la pression lumineuse
Les lasers à fibres, en tant que direction dominante dans le développement de la technologie laser, présentent d'excellentes performances, une efficacité de conversion électro-optique élevée, une bonne qualité du faisceau et des performances stables.Ils ont été largement utilisés dans la transformation industrielleEn raison de la forte demande du marché pour le traitement laser, la puissance des lasers à fibres de 10 kilowatts de qualité industrielle a continuellement dépassé les limites supérieures.réaliser une puissance laser de 120 kW en 2017Cependant, en raison des goulots d'étranglement dans la gestion thermique laser, des effets non linéaires et de la technologie de mesure laser ultra-haute puissance, la technologie de mesure laser a été abandonnée.Il n'y a pas eu de nouvelle percée dans la puissance de sortie des lasers à fibre ultra-haute puissance.
BWT Beijing Ltd. (hereinafter referred to as "BWT") has achieved a breakthrough in the manufacturing process of high-power laser beam combining and output core optical components by studying efficient heat dissipation technology and high beam quality beam combining technology for fiber lasers, la construction d'une plateforme optique haute performance et la réalisation d'une sortie laser de haute qualité de 150 kW de lasers à fibre ultra-haute puissance.Les chercheurs de BWT ont construit une plateforme de mesure de puissance ultra-haute basée sur le principe de la pression optiqueCertifiée par l'Institut national de métrologie de Chine, cette plateforme peut réaliser une mesure laser de pleine puissance de 150 kW.
Le laser à fibres ultra-haute puissance BWT de 150 kW de qualité industrielle adopte une technologie de combinaison de faisceaux ultra-haute puissance,utilisant un combinateur de signaux N×1 pour synthétiser la puissance de multiples plates-formes optiques de 6 kW hautement intégrées basées sur une technologie d'intégration de pucesCombiné à une technologie de surveillance intelligente laser de fusion multi-informations, il permet une sortie laser stable et un rapport puissance/volume de pointe (36,76 kW/m3).Ses dimensions extérieures sont de 1800 mm × 1300 mm × 1745 mmComme le montre la figure 1, chaque plateforme optique intègre des grilles Raman de haute puissance fabriquées par les propriétaires, qui suppriment efficacement la dispersion Raman stimulée du spectre laser.Après synthèse à pleine puissance, il peut atteindre un rapport signal/bruit Raman de 36,5 dB@150 kW, comme le montre l'image de gauche de la figure 2.Le combinateur de signal à haute puissance est fabriqué à l'aide de technologies de rétrécissement adiabatique et de fusion sans perteLa plus grande partie de la production est réalisée par des équipements de production de signal, qui résolvent les problèmes de l'industrie tels que l'efficacité de la combinaison de faisceaux bas et la dégradation de la qualité du faisceau.la technologie intégrée de refroidissement à l'eau résout le problème de chauffage du module optiqueLa tête de sortie haute puissance utilise une fibre de sortie de 200 μm de diamètre de noyau, de 20 m de longueur,et utilise la compression par angle de divergence du faisceau et les technologies de filtrage de mode supérieur pour obtenir une puissance élevéeLa qualité du faisceau de l'ensemble de la machine a été testée et le facteur de qualité M2=24,42 (produit de paramètre du faisceau BPP de 8,4 mm·mrad).Les résultats des essais et les images ponctuelles sont indiqués sur l'image de droite de la figure 2..
Afin d'obtenir une mesure précise du laser de 150 kW, un système de mesure de pression optique ultra-haute puissance a été construit.un compteur de puissance optique de pression, et un système de collecte laser de haute puissance.Le laser collimé est sorti de la fenêtre de sortie après trois réflexions dans le compteur de puissance et recueilli par un système de collecte laser ultra-haute puissance auto-fabriqué, comme indiqué sur la figure 3. Dans des conditions de sortie à 100%, la puissance mesurée du laser est de 150,34 kW, comme indiqué sur la figure 4.une expérience de vérification comparative a été réalisée avec six points de puissance entre le compteur de puissance calorimétrique de 120 kW (Ophir 120K-W) et le compteur de puissance optique à pressionLes résultats ont montré que l'écart de puissance entre les deux méthodes de mesure est resté relativement constant dans tous les segments de puissance, avec un écart relatif maximal ≤1,5%,démontrer l'exactitude et la fiabilité du système d'essai.
En résumé, ce laser à fibre peut atteindre une puissance moyenne de 150 kW avec un rapport signal/bruit Raman de 36,5 dB et un facteur de qualité du faisceau de M2=24.42Il est doté d'une puissance élevée, d'une luminosité élevée et d'une grande stabilité, répondant aux exigences du traitement des plaques ultra épaisses et injectant une nouvelle vitalité dans le développement de l'industrie manufacturière.
Fig.1 Conception schématique d'un laser à fibres industrielles à ultra-haute puissance de 150 kW
Fig.2 Spéctrum optique de laser à fibre de 150 kW de haute puissance (à gauche) et test de qualité du faisceau (b)
Fig.3 Diagramme schématique d'un système de mesure laser à ultra-haute puissance basé sur le principe de la pression lumineuse
Fig.4 Comparaison de la puissance mesurée entre les systèmes de mesure laser basés sur le principe de la pression lumineuse
